[发明专利]一种二维无接触计算机视觉测应力场的方法

权利要求书

1.一种二维无接触计算机视觉测应力场的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、相机标定：选用标准件，按指定摆设方式，用紫外线LED灯(2)照射标准件，反射光经过相机(4)的紫外照相镜头(3)过滤掉杂光后，被相机(4)拍摄到，然后将数据传输至计算机(5)，再依据畸变数据对相机(4)参数进行纠正；

步骤二、实物测试：将步骤一中的标准件替换为被测物(1)，然后重复操作拍摄紫外线光束，由计算机(5)系统进行处理；

步骤三、散点匹配：

1)先对整像素划分区域：

以坐标(x,y)为中心的参考子区(2N+1)x(2N+1)个像素点大小；

以坐标(x’,y’)为中心的目标子区(2N+1)x(2N+1)个像素点大小；

判断两子区相关性的相关函数：

2)再对散点搜索：

整像素定位：隔点搜索---整像素位移(U,V)；隔2个像素，在相关值最大处，以4×4的区域中再次搜索；

亚像素测量：二次曲面拟合---亚像素位移(dU,dV)

在3×3的区域中：

C(x_i,y_i)＝a₀+a₁x_i+a₂y_j+a₃x_i²+a₄x_iy_j+a₅y_j²

使用最小二乘法计算系数a₀，a₁，a₂，a₃，a₄，a₅；

对X与Y求导：

步骤四、位移和应力计算：依据散点搜索结果对位移和应力进行计算：

广义位移函数：

带入一个三角形上的3个点(x_i,y_i)，(x_j,y_j)，(x_m,y_m)，计算a₁-a₆，

将其整理为插值函数的表示方式：

进一步整理：

这样有：

其中：

α_i＝x_jy_m-y_jx_m,α_j＝x_my_i-y_mx_i,α_m＝x_iy_j-y_ix_j,

β_i＝y_j-y_m,β_j＝y_m-y_i,β_m＝y_i-y_j,

γ_i＝x_m-x_j,γ_j＝x_i-x,γ_m＝x_j-x_i

在此基础上，对位移函数求导计算应变：

进一步应力为：

其中：

由此画出应力场。

2.根据权利要求1所述的一种二维无接触计算机视觉测应力场的方法，其特征在于：所述被测物(1)平面与紫外照相镜头(3)平行。

3.根据权利要求1所述的一种二维无接触计算机视觉测应力场的方法，其特征在于：所述被测物(1)表面应近似平面且变形主要在面内。

4.根据权利要求1所述的一种二维无接触计算机视觉测应力场的方法，其特征在于：在紫外摄影下被测物(1)表面天然散斑有大片连续暗色时，用荧光粉喷涂。